破面解析

破面解析（Fractography）

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破面解析は、破損した材料の破断面を調査することにより、破壊の原因や破壊に至る機構を調査する学問です。一般的には英語のフラクトグラフィの方がよく使われるように思います。
この分野は、本項を作成している私が、本業の方で最も興味を持っている分野の一つです。
ちょっと専門的で、ものづくりに携わっている皆さんでも見る機会は少ないかもしれませんが、私の趣味としてご容赦ください。

1．単語

/ 延性破壊；ductile fracture

　・ウォルナーライン； Wallner line … ぜい性材料の破面に現れるV字型の模様

　・ディンプル； dimple … 延性破面に現れる最も普通の特徴的な模様で微小な空洞（ボイド）が合体して破壊する際に生じるくぼみ

　・伸長形ディンプル； elongated dimple … 一方向に引き伸ばされた放物線形状のもの。せん断負荷や引裂き負荷の場合に発生

　・等軸ディンプル； equiqxed dimple … 縦横の長さがほぼ等しいもの。引張負荷の場合に発生

　・リップル；ripple … 蛇行すべりが引き伸ばされてさざ波上になったもの

/ ぜい性破壊； brittle fracture

　・擬へき開破面； quasi-cleavage fracture … ファセット状の形状をしてリバーパターンが観察される点ではへき開破面に似ているが、へき開面における破壊とは確認されない破面

　・擬へき開ファセット； quasi-cleavage facet … 擬へき開破面の最小破面単位

　・ぜい性ストライエーション； brittle striation … へき開面上にあって、大きな塑性変形を伴わないもの。リバーパターンを伴う。高力アルミニウム合金などの硬い材料で腐食性雰囲気中で現れる。応力が小さい間はき裂がへき開面に沿ってぜい性的に進行し、応力が大きくなると多少の塑性変形が起こりき裂の先端が鈍化、き裂の進展が停止して、ストライエーションが形成されると考えられる。

　・タング； tongue … へき開破面、擬へき開破面に現れる舌状の双晶

　・引裂き稜； tear ridge … き裂が合体するときに、塑性変形（ネッキング）を伴うためにできる稜状の部分

　・へき開段； cleavage step … 2つの平行なへき開破面間の段

　・へき開破面； cleavage fracture … 塑性変形をほとんど伴わずに、へき開面といわれる特定の結晶面で破壊した破面

　・へき開ファセット； cleavage facet … へき開面上の微小破面単位

　・粒状破面；granular fracture … 巨視的に見た場合、細かい粒状を呈するぜい性破面

　・リバーパターン；river pattern … へき開破面に現れる川状模様、へき開段がき裂伝ぱ方向に合流したもの

/ 疲労破壊； fatigue fracture

　・延性ストライエーション； ductile striation … 疲労破面で塑性変形を伴うストライエーション。通常はこのタイプ

　・貝殻模様； clam-shell mark … 疲労破面で負荷される荷重の変動に対応して現れるマクロ的な縞模様 = ビーチマーク

　・ストライエーション； striation … 疲労破面上に応力サイクルに対応して現れる微視的な縞模様

　・ストライエーション状模様； striation-like marking, quasi-striation pattern …疲労破面に現れる延性ストライエーションに似ているが、応力サイクルには対応しない縞模様疲

　・ビーチマーク； beach mark = 貝殻模様

　・すべり面分離； glide plane decohesion … 延性破壊の一種。著しい塑性変形の後、すべり面で分離するもの

　・繊維状破面； fibrous fracture … 引張応力軸に垂直な延性破面。細かい凹凸があり繊維状を呈する

　・タイヤトラック； tire track … 疲労破面に現れるタイヤの跡に似た圧痕の列

　・フィシュアイ； fish eye … 疲労き裂が材料の表面化の介在物から発生した場合などに、破面に現れる白色の円形模様

　・プラトー； plateau … 疲労破面で、き裂伝ぱ方向に沿った帯状の部分

　・放射状模様； radial marking … 疲労破面もしくはぜい性破面において、レベルの異なる破面が合流するために生じるき裂伝ぱ方向に沿ったマクロ的な線状模様

/ その他

　・ストレッチゾーン； stretched zone … 破壊じん性試験片の破面で、疲労き裂の部分と最終ディンプル破面の間に現れる帯状の部分

　・ストレッチング； stretching … すべり面分離派面が極端に引き伸ばされて無特徴になったもの

　・蛇行すべり； serpentine glide … すべり面分離破面に現れる蛇のようにうねった縞状の模様

　・マッチング写真； matching fractograph … 相対する破面のお互いに対応する位置の破面の写真を対にして撮影したもの

　・ラブマーク； rub mark … 破面同士が擦り合わされた痕

Wallner line (ASM Handbook Vol.12)

Tongue(ASM Handbook Vol.11)

2．例文

/The process of fracture can, in most cases, be subdivided into the following categories:
　1. Damage accumulation.
　2. Nucleation of one or more cracks or voids.
　3. Growth of cracks or voids. (This may involve a coalescence of the cracks or voids.)

/Fracture is the separation of a specimen info two or more parts by an applied stress.

/Flaws such as surface cracks lower the stress for brittle fracture where as line defects are responsible for initiating ductile fractures.

引用文献
講座　フラクトグラフィ（１）　　小寺沢良一　　材料Vol.23,No.248　　S49年5月
Fracture of Materials Prof.P. Ravindran, Department of Physics, Central University of Tamil Nadu, India
ASM Handbook Vol.11 “Failure Analysis and Prevention”
ASM Handbook Vol.12 “Fractography”

引用図表
Wallner line： ASM Handbook Vol.12 “Fractography”
Tongue：　ASM Handbook Vol.11 “Failure Analysis and Prevention”

作成日:2019/2/8